非穩(wěn)態(tài)風(fēng)壓驅(qū)動下單開口自然通風(fēng)量理論計(jì)算及數(shù)值模擬.pdf

1、目前有關(guān)自然通風(fēng)的大部分研究均集中在自然風(fēng)平均特性的基礎(chǔ)上，但是自然風(fēng)的脈動特性對建筑通風(fēng)效果同樣是值得重視的。本文總結(jié)了自然風(fēng)的平均風(fēng)特性和脈動風(fēng)特性，分別建立了基于脈動流機(jī)理以及平均連續(xù)流機(jī)理的單開口通風(fēng)量理論計(jì)算模型，最后采用大渦模擬(LES)方法對非穩(wěn)態(tài)流場下的單開口自然通風(fēng)進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證建立的理論計(jì)算模型。
　　 首先，重點(diǎn)介紹了脈動風(fēng)的脈動風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、相關(guān)函數(shù)、湍流積分尺度以及功率譜密度等特性，并假定脈動風(fēng)速為

2、具有零均值的平穩(wěn)高斯隨機(jī)過程，將Davenport風(fēng)速譜的統(tǒng)計(jì)公式作為目標(biāo)譜，基于MATLAB平臺，采用諧波疊加法(WAWS)對單點(diǎn)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行了模擬。同時(shí)，討論了諧波疊加法中的可控參數(shù):頻率截取區(qū)間、頻率和時(shí)間采樣點(diǎn)數(shù)的選取范圍對模擬結(jié)果的影響。
　　 然后，針對單開口的脈動流流動機(jī)理，考慮空氣可壓縮性以及開口處空氣的慣性，基于非定常伯努利方程，構(gòu)建了室內(nèi)外脈動風(fēng)壓傳遞函數(shù)，從而得到室外隨機(jī)風(fēng)速輸入條件下的通風(fēng)量計(jì)算模型。并分

3、析了風(fēng)量隨開口面積、房間體積、平均風(fēng)速以及湍流強(qiáng)度等影響因素的變化。針對單開口的平均連續(xù)流流動機(jī)理，就平均風(fēng)速的概率統(tǒng)計(jì)分布特性，建立了平均風(fēng)速呈威布爾分布條件下的平均通風(fēng)量模型。對于小開口，通風(fēng)量可看作僅由脈動通風(fēng)組成;而對于大開口，通風(fēng)量是平均通風(fēng)和脈動通風(fēng)兩者之和。
　　 最后，應(yīng)用Fluent軟件對非穩(wěn)態(tài)流場下單開口自然通風(fēng)進(jìn)行大渦模擬，采用諧波疊加法生成隨機(jī)脈動風(fēng)速時(shí)程數(shù)據(jù)，同時(shí)考慮平均風(fēng)速隨高度變化呈指數(shù)分布，脈動風(fēng)